Blu come lo spazio profondo

Il blu è un colore che viene usato moltissimo nell’industria della comunicazione, in quanto tende a creare una sensazione di tranquillità e fiducia in chi lo guarda. È anche il colore che viene collegato agli abissi del mare e alle profondità dello spazio. Nonostante il titolo, in quest’articolo non parleremo di musica, ma esploreremo gli angoli oscuri dello spazio e le principali teorie cosmologiche.

Le stelle: fondamentali componenti dell’universo

Nel nostro universo ci sono molti oggetti, ma i più importanti sono le stelle. In breve, queste sono costituite da enormi masse di gas globalmente neutre, in cui i componenti principali sono atomi carichi e elettroni separati. In fisica e chimica, questo stato prende il nome di plasma ed è diverso da quello solido, da quello liquido e da quello gassoso.
Nel nucleo di una stella avvengono processi di fusione che liberano moltissima energia e la irradiano nello spazio sotto forma di luce (e in generale di radiazioni elettromagnetiche e particelle elementari).

Ah, ma sono tutte come il Sole…

Le stelle non sono tutte uguali: possono variare per massa, per dimensioni e per luminosità. Il metro di confronto principale è il Sole, la stella che illumina il nostro Pianeta: le proprietà delle altre stelle sono infatti espresse in multipli di quelle solari. Oltretutto, la temperatura della superficie, sempre dell’ordine delle migliaia o delle decine di migliaia di gradi, determina il colore con cui noi vediamo la stella. Praticamente, c’è un legame tra la temperatura e l’intensità delle radiazioni emesse. A seconda della temperatura, infatti, varia l’energia prodotta e quindi la frequenza delle radiazioni. Perciò le stelle più calde ci appaiono blu o azzurre, mentre quelle più fredde ci sembrano rosse.

Ma di cosa sono fatte le stelle?

Possiamo ottenere informazioni sulla composizione chimica delle stelle grazie alla spettroscopia. In breve, scomponendo la luce proveniente da una stella su un foglio, otteniamo una striscia a sfondo continuo con alcune righe scure.

Questo è lo spettro stellare ed è uno spettro ad assorbimento. A una generica linea scura corrisponde un dato elemento chimico. La linea, infatti, indica che quel dato elemento si è eccitato e ha assorbito la radiazione che, quindi, non risulta sullo spettro.

Gli spettri ci danno anche preziose informazioni sul movimento delle stelle. Se analizziamo come cambia lo spettro di una determinata stella, possiamo infatti notare uno spostamento delle linee scure. A seconda della direzione e dell’intensità, possiamo capire se la stella si avvicina (o si allontana) e a che velocità si muove.

L’effetto Doppler: argh, le stelle si muovono

Avete presente quando siete fermi con la macchina, sentite un’ambulanza con la sirena attiva e sentite il suono salire quando si avvicina e abbassarsi quando si allontana? È proprio quello che succede anche con gli spettri stellari.
In realtà, il suono emesso dalla sirena rimane sempre quello, però sembra che questo suono cambi perché la sorgente e l’osservatore sono in moto relativo. Tutte le volte che almeno uno tra osservatore e sorgente si muove, infatti, c’è una differenza tra la frequenza reale del segnale e quella percepita. Questo è l’effetto Doppler.

In astronomia, questo fenomeno comporta uno spostamento delle linee sullo spettro verso uno dei due estremi. Normalmente, ciò accade verso il rosso che rappresenta le onde meno frequenti dello spettro visibile. La stella, in questo caso, si allontana e questo si accorda alla continua espansione dell’universo, provata (per ora) dai dati scientifici.

Preoccupa uno spostamento verso il blu?

Non sappiamo quale sarà il destino finale dell’universo con certezza, ma le possibilità sono poche. È ragionevole supporre che, prima o poi, l’universo finirà. Come? Non è così semplice stabilirlo, ma si possono individuare due probabili modelli.
Una possibilità è che l’espansione continui in eterno o che si stabilizzi, portando a due possibili destini: il Big Freeze e il Big Rip. Difatti, una continua crescita porterebbe a una condizione di morte termica, in cui non ci sarebbe più flusso di calore, oppure a uno strappo nella struttura dell’universo.

L’altra è che l’espansione abbia fine. In questo caso, le bande scure degli spettri di molte stelle si sposterebbero verso il blu, indicando che sono tutte in avvicinamento. In questo caso, la teoria finale è quella del Big Crunch, un’implosione di dimensioni epocali, opposta al Big Bang. E questo aspetto del blu non è per nulla rassicurante, no?

Questo articolo è stato scritto da...

Marco Ravenna

Autore

Cresciuto a pane, Disney e sostenitore del motto "Ruolare, sempre, duro!", vengo da quella terra di nessuno al confine tra Liguria e Toscana. Modi sicuri per approcciarmi? Invitarmi a una maratona LOTR (edizione estesa, se ve lo steste chiedendo) con drinking challenge o, molto più semplicemente, parlare di fantasy o di matematica.

Il mio motto è Wit beyond measure is a man's greatest treasure, che normalmente completo con "o pleasure, vedete un po' voi". E no, niente P. Sherman, 42 Wallaby Way, Sydney!